in ,

هل يمكن أن يكون الكوكب “9” ثقبًا أسودًا بدائيًا؟

رسم توضيحي فني لما قد يبدو عليه الكوكب 9 ، إذا كان موجودًا. الصورة من حساب : R. Hurt (IPAC) / Caltech.

لعدة سنوات ، وضع علماء الفلك وعلماء الكون نظرية حول وجود كوكب إضافي كتلته أكبر بعشر مرات من كوكب الأرض ، ويقع في المناطق الخارجية من النظام الشمسي. يمكن أن يكون هذا الكوكب الافتراضي ، الملقب بالكوكب 9 ، مصدر تأثيرات الجاذبية التي من شأنها أن تفسر الأنماط غير العادية في مدارات الأجسام العابرة لنبتون (TNOs) التي أبرزتها البيانات الكونية الحالية. أجسام TNO هي أجرام سماوية تدور حول الشمس وتقع خارج نبتون.

بناءً على الدراسات التي أجريت على مدار السنوات القليلة الماضية ، أجرى جاكوب شولتز وجيمس أونوين ، باحثان في جامعة دورهام وجامعة إلينوي في شيكاغو ، مؤخرًا تحقيقًا لاستكشاف إمكانية أن يكون الكوكب 9 ثقبًا أسودًا بدائيًا. تفترض ورقتهم ، المنشورة في Physical Review Letters ، أن المدارات الشاذة للأجسام TNOs والزيادة في أحداث العدسة الدقيقة التي لوحظت في مجموعة بيانات تجربة العدسة الجاذبية الضوئية (OGLE) لمدة 5 سنوات يمكن تفسيرها في وقت واحد من خلال وجود مجموعة محددة من الأجسام الفيزيائية الفلكية (أحدها سيكون الكوكب 9). وبشكل أكثر تحديدًا ، فإنه يقدم فكرة أن الكوكب 9 وبقية هذه الأجسام قد تكون ثقوبًا سوداء بدائية (PBHs).

قال جاكوب شولتز ، أحد الباحثين الذين أجروا الدراسة ، : “بدأ عملنا عندما ذهب جيمس وزوجته لورا إلى القبة السماوية في شيكاغو وشاهدوا فيلمًا وثائقيًا قصيرًا عن الكوكب 9”. “يجب أن يكون قد جذب انتباه جيمس ، لأنه اتصل بي في اليوم التالي وبدأنا في معرفة ما إذا كان هناك أي كائن آخر يمكن أن يحاكي كوكبًا. لقد توصلنا إلى عدد من السيناريوهات الممتعة: نجوم Bose ، Ultra – هالات المادة المظلمة المدمجة ، والثقوب السوداء البدائية – والعديد من الاحتمالات الأخرى. ”

بعد بضعة أشهر من بدء استكشاف الفرضيات حول طبيعة الكوكب 9 ، أعاد فريق بحثي آخر في جامعة طوكيو تحليل البيانات التي تم جمعها كجزء من تجربة OGLE. OGLE هو مشروع بحثي تم تنفيذه في جامعة وارسو استلزم التقاط صور للسماء باستخدام تلسكوبات متطورة على مدى فترات طويلة من الزمن.

أشارت إعادة تحليل مجموعة بيانات OGLE مبدئيًا إلى وجود مجموعة من PBHs بكتلة مماثلة لما توقعه علماء الفلك أن تكون كتلة الكوكب 9. عندما علم شولتز وأونوين بهذه النتائج المبدئية ، بدآ بالتفكير بشكل خاص في إمكانية أن يكون الكوكب 9 ، في الواقع ، ثقبًا أسودًا بدائيًا.

مقياس دقيق (1: 1) رسم توضيحي لـ 5M⊕ PBH. لاحظ أن 10M⊕ PBH هي تقريبًا بحجم كرة بولينج ذات عشرة دبابيس. الصورة من حساب : شولتز وأونوين.

قال شولتز : “تجمعت القطع الأخيرة معًا عندما أدركنا أن هالات المادة المظلمة التي تحيط بالثقوب السوداء البدائية ستكون وسيلة لرصد الكوكب 9 إذا كان ثقبًا أسود ، بسبب إشارة الأشعة السينية / أشعة غاما التي يطلقها . “بمعنى ما ، كان الهدف من دراستنا هو نقل رسالة مفادها أن فكرة وجود ثقوب سوداء بدائية تدور حول الشمس ليست سخيفة كما قد تبدو ، وأنه ربما ينبغي علينا أن نولي اهتمامًا أكبر.”

الفرضية القائلة بأن المدارات غير العادية لأجسام TNO التي لوحظت في البيانات الكونية السابقة يمكن تفسيرها بوجود كوكب إضافي (الكوكب 9) ، تم استكشافها بالفعل من قبل العديد من الباحثين ، بما في ذلك فريق في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بقيادة مايكل براون و كونستانتين باتيجين. من ناحية أخرى ، كان الفريق في جامعة طوكيو الذي أعاد تحليل مجموعة بيانات OGLE أول من قدم فكرة أن الزيادة في أحداث العدسة الدقيقة التي لوحظت في بيانات OGLE يمكن أن تكون دليلًا على وجود مجموعة من PBHs.

بشكل أساسي ، تربط الدراسة التي أجراها شولتز وأونوين بين هاتين الفرضيتين ، مما يشير إلى أن الكوكب الإضافي طويل الأمد يمكن أن يكون ، في الواقع ، ثقبًا أسود ينتمي إلى مجموعة PBHs التي اقترحتها نيكورا وزملاؤها في جامعة طوكيو. بالإضافة إلى ذلك ، أظهر الباحثون أن أحد السيناريوهات النظرية سابقًا لأصل الكوكب 9 ، والمعروف باسم “التقاط كوكب عائم بحرية” ، هو احتمال مماثل عند اعتباره سيناريو يتضمن التقاط PBH من تم تحديد عدد السكان من قبل الفريق في اليابان.

قال شولتز: “أعتقد أن دراستنا لها نتيجتان رئيسيتان مهمتان”. “أولاً ، تمكنا من إلهام العلماء الآخرين ، الذين كانوا في البداية متشككين (كما ينبغي أن يكونوا) بشأن هذا السيناريو ، وخرجت منه بعض الأفكار الممتعة للغاية. على سبيل المثال ، اقترح إدوارد ويتن أن نتحرى وجود الكوكب 9 من خلال وأشار لويب وزملاؤه إلى أن مجسات الفضاء الصغيرة المعتمدة على برنامج Starshot أشاروا إلى أن مجموعة من الثقوب السوداء البدائية قد تسبب ومضات عرضية عندما تصادف مادة في مدارها. ”

تقدم الورقة البحثية الأخيرة لشولتز وأونوين فرضية جديدة رائعة حول طبيعة ما تمت الإشارة إليه حتى الآن باسم الكوكب 9. ويمكن استكشاف هذه الفرضية بشكل أكبر أو اختبارها في دراسات بحثية جديدة. بالإضافة إلى ذلك ، بدأ الباحثان في البحث عن كثب في مصادر أشعة جاما والأشعة السينية المتحركة في السماء ، وهو موضوع تم تجاهله إلى حد كبير حتى الآن ، على الرغم من الكم الهائل من البيانات المتاحة التي تسمح للباحثين بدراستها.

قال شولتز: “سيركز بحثنا المستقبلي بشكل أساسي على استكشاف مجموعات البيانات المختلفة الموجودة والبحث عن أدلة (أو عدم وجودها) على مصادر متحركة في السماء”. “لقد حددنا طريقة واعدة جدًا يمكن أن تساعدنا في رؤية مصدر متحرك ، طالما أننا نكتشف حوالي 10 فوتونات مصدر فقط سنويًا باستخدام تلسكوب FERMI ذي المساحة الكبيرة (في نطاق GeV).”

لمزيد من المعلومات :

What if planet 9 is a primordial black hole? Physical Review Letters (2020). من هنا .

Evidence for a distant giant planet in the solar system. The Astronomical Journal (2020). من هنا .

The planet nine hypothesis. Physics Reports (2020). من هنا .

Constraints on Earth-mass primordial black holes from OGLE 5-year microlensing events. Physical Review D (2020). من هنا

What do you think?

Comments

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Loading…

0

الدماغ البشري: ليس كبيرًا فحسب ، بل على بنيته على شكل دقيق

التصوير النانوي للبنى النانوية الشائبة في الأجهزة القائمة على السيليكون